NL8202816A - METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE - Google Patents
METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- NL8202816A NL8202816A NL8202816A NL8202816A NL8202816A NL 8202816 A NL8202816 A NL 8202816A NL 8202816 A NL8202816 A NL 8202816A NL 8202816 A NL8202816 A NL 8202816A NL 8202816 A NL8202816 A NL 8202816A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- brush
- control device
- machine
- commutator
- pressure
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
- H02K5/143—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
- H02K5/148—Slidably supported brushes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/38—Brush holders
- H01R39/381—Brush holders characterised by the application of pressure to brush
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/46—Auxiliary means for improving current transfer, or for reducing or preventing sparking or arcing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
- H02K13/10—Arrangements of brushes or commutators specially adapted for improving commutation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/42—Devices for lifting brushes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/917—Thyristor or scr
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/929—Fluid/granular material flow rate, pressure, or level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/933—Radiant energy responsive device
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/934—Thermal condition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
r UO 31.222r UO 31,222
Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het besturen van een borstel-kommutatorsamenstel van een electri-sche machine.Short designation: Method and apparatus for controlling a brush-commutator assembly of an electric machine.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het besturen van een borstel-kommutatorsamenstel van een electrische machine.The invention relates to a method and an apparatus for controlling a brush-commutator assembly of an electric machine.
Gelijkstroomgeneratoren en -motoren en draaistroomkommutator-5 motoren zijn machines die in tegenstelling tot andersoortige roterende electrische machines voorzien zijn van een kommutator of collector. De stroom wordt hierbij afgenomen (generator) of toegevoerd (motor) door middel van in borstelhouders opgenomen koolborstels. Ofschoon de electrische en mechanische eigenschappen van deze kom-10 mutatormachines sterk verbeterd zijn door toepassing van moderne materialen en berekeningsmethoden, is het borstel-kommutatorsamenstel niet wezenlijk veranderd. De koolborstels worden nog steeds door middel van een mechanische veer op de kommutator aangedrukt.DC generators and motors and three-phase commutator-5 motors are machines that, unlike other rotary electric machines, are equipped with a commutator or collector. The current is taken off (generator) or supplied (motor) by means of carbon brushes incorporated in brush holders. Although the electrical and mechanical properties of these kom-10 mutator machines have been greatly improved by the use of modern materials and calculation methods, the brush-commutator assembly has not substantially changed. The carbon brushes are still pressed onto the commutator by a mechanical spring.
Men heeft wel recentelijk getracht het borstel-kommutatorsamenstel 15 te vervangen door een kommutatie-inriehting op basis van geschakelde thyristoren. Als gevolg van de vele complicaties, de hoge kosten en onvoldoende betrouwbaarheid is men hierin voorshands niet wezenlijk geslaagd.Attempts have recently been made to replace the brush-commutator assembly 15 with a commutation device based on switched thyristors. Due to the many complications, the high costs and insufficient reliability, this has not been substantially successful for the time being.
Door de moderne vermogenselectronica en de behoefte aan 20 energiebesparende toerengeregelde aandrijvingen zijn kommutatormaehi-nes zeer aantrekkelijk geworden, met name de gelijkstroommotoren.Modern power electronics and the need for 20 energy-saving speed-controlled drives have made commutator mowers very attractive, in particular DC motors.
Van deze machines is het rendement gelijk of hoger dan die van andere motoren, en is het rendement van de bijbehorende gelijkstroom-thyristorregelaars beduidend hoger dan die van bijvoorbeeld frequen-25 tieregelaars. Een probleem blijft echter het borstel-kommutatorsamenstel vooral bij die toepassingen waar langdurig onderbelast gedraaid wordt zoals bij geregelde pompen en ventilatoren. Door de abnormale borstel- en kommutatorslijtage blijkt een betrouwbare bedrijfsvoering nauwelijks mogelijk.The efficiency of these machines is equal to or higher than that of other motors, and the efficiency of the associated DC thyristor controllers is significantly higher than that of, for example, frequency controllers. However, the brush-commutator assembly remains a problem especially in those applications where running under load for a long time, such as with controlled pumps and fans. Due to the abnormal brush and commutator wear, reliable operation is hardly possible.
30 Bij de in deze toepassingen gebruikte electrische machines neemt namelijk het koppel en daarmede de machinestroom kwadratisch af met het toerental, waardoor een lage stroomdichtheid in de borstels en koude kommutator ontstaat. In de praktijk draaien deze machines veelal bij variërende onderbelasting, waarbij de stroom-35 dichtheid per borstel voor een goede kommutatie te laag is. Hierdoor 8202816Namely, in the electrical machines used in these applications, the torque and hence the machine current decreases quadratically with the speed, resulting in a low current density in the brushes and cold commutator. In practice, these machines often run at varying underloads, the current density per brush being too low for good commutation. As a result, 8202816
"* V"* V
' -2- kan zich geen patina vormen of wordt deze afgebroken. De berekende vollastsitnatie komt slechts weinig voor. Het lichten van borstels om de stroomdichtheid in overgebleven aangedrukte borstels te corrigeren kan bij de huidige uitvoeringen alleen bij stilstaande en 5 spanningsloze machine gebeuren, bijvoorbeeld wanneer vooraf bekend is dat de machine langdurig onderbelast draait. Hierbij komt het probleem dat de aandrukkracht van de mechanische veer daalt naarmate een borstel verder gesleten is. Ook verschillende toleranties zijn oorzaak van afwijkende aandrukkrachten b^j borstels van onder-10 ling gelijke lengte, waardoor een ongelijkmatige slijtage ontstaat. Yerder is het bij de huidige uitvoeringen niet mogelijk om bij toenemende stroomdichtheid de borsteldruk te verhogen en omgekeerd.-2- cannot form a patina or is broken off. The calculated full load position is rare. Brushing to correct the current density in leftover pressed brushes can only be done with the machine at a standstill and without voltage, for example, if it is known in advance that the machine will run for a long time under load. Added to this is the problem that the contact pressure of the mechanical spring decreases the further a brush is worn. Different tolerances are also the cause of deviating contact forces with brushes of equal length, which lead to uneven wear. Rather, it is not possible with current versions to increase the brush pressure with increasing current density and vice versa.
Hierbij komt de invloed van de temperatuur, die vooral bij wisselende koellucht zoals bij toevoerventilatoren, van nadelige 15 invloed kan zijn. Yoor een goede kommutatie is een minimale kommu-tatortemperatuur gewenst. Deze temperatuur wordt ondermeer bepaald door de intredende koelluchttemperatuur, de belasting van de machine en de stroomdichtheid van de borstels. Ook de vochtigheid is van invloed op de kommutatie, bijvoorbeeld een zeer droge omgevings-20 lucht heeft een negatief effect hierop. Yerder hebben extreme mechanische trillingen een negatieve invloed op de kommutatie.In addition, the influence of the temperature, which can have a detrimental effect, especially with varying cooling air, such as with supply fans. For a good commutation, a minimum commutator temperature is desired. This temperature is determined, among other things, by the entering cooling air temperature, the load on the machine and the current density of the brushes. Humidity also influences the commutation, for example, a very dry ambient air has a negative effect on this. Previously, extreme mechanical vibrations have a negative influence on the commutation.
De uitvinding beoogt bovengenoemde problemen te ondervangen. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door een werkwijze aan te geven voor het besturen van het borstel-kommutatorsamenstel van een 25 electrische machine onder toepassing van een electrische verwer-kings- en stuureenheid, waarbij een of meer toestandsgrootheden van de electrische machine afgetast worden, waarbij de aftastwaar-den verwerkt worden en omgezet worden in een of meer stuursignalen, die de werking van het borstel-kommutatorsamenstel sturen voor een 30 optimale kommutatie van de machinestroom.The object of the invention is to overcome the above-mentioned problems. This is accomplished according to the invention by indicating a method of controlling the brush-commutator assembly of an electric machine using an electric processing and control unit, sensing one or more states of the electric machine, wherein the sensing values are processed and converted into one or more control signals that control the operation of the brush commutator assembly for optimum commutation of the machine flow.
Tevens verschaft de uitvinding een besturingsinrichting voor een borstel-kommutatorsamenstel van een electrische machine, welke besturingsinrichting voorzien is van een of meer opnemers om toestandsgrootheden van de electrische machine af te tasten, een elee-35 trische verwerkings- en stuureenheid om de aftastsignalen van de opnemers te verwerken en om stuursignalen af te geven aan een of meer stuurorganen, die de werking van het borstel-kommutatorsamenstel sturen voor een optimale kommutatie van de machinestroom. Bij deze uitvoering volgens de uitvinding kan de borsteldruk op alle 40 borstels gelijk ingesteld worden onafhankelijk van de borstellengte, 8202816 -3- ‘ ' £ waarbij deze borsteldruk tijdens bedrijf bijgeregeld kan worden.The invention also provides a control device for a brush-commutator assembly of an electric machine, which control device is provided with one or more sensors for scanning state quantities of the electric machine, an electrical processing and control unit for the scanning signals of the sensors and to provide control signals to one or more control devices that control the operation of the brush-commutator assembly for optimum commutation of the machine flow. In this embodiment according to the invention, the brush pressure on all 40 brushes can be adjusted equally, irrespective of the brush length, whereby this brush pressure can be adjusted during operation.
Ook kunnen bij deze uitvoering koolborstels tijdens bedrijf gelicht en neergelaten worden.Carbon brushes can also be lifted and lowered during operation.
Als sensoren voor de toestandsgrootheden van de electrische 5 machines kunnen opnemers toegepast worden voor het aftasten van de machinestroom, de temperatuur van de koellucht of van de kommutator, de kwaliteit van de kommutatie bijvoorbeeld met behulp van een achter de stroomopnemer geplaatst hoogfrequent filter, het toerental al dan niet met voorteken van de draaiingsrichting, de vochtigheid 10 van de koellucht, de aanwezigheid van extreme mechanische trillingen, en eventueel andere parameters.Sensors for the state variables of the electrical machines can be used with sensors for sensing the machine current, the temperature of the cooling air or the commutator, the quality of the commutation, for example by means of a high-frequency filter placed behind the current sensor, the speed with or without sign of the direction of rotation, the humidity of the cooling air, the presence of extreme mechanical vibrations, and possibly other parameters.
Met behulp van de besturingsinrichting volgens de uitvinding kunnen roterende electrische kommutatormachines onder alle omstandigheden, bijvoorbeeld met wisselende belasting zoals bij gelijk-15 stroommotoren voor aandrijving van ventilatoren en pompen onder andere met behulp van gelijkstroomthyristorregeling, worden toegepast.With the aid of the control device according to the invention, rotary electric commutator machines can be used in all circumstances, for instance with varying load, such as with DC motors for driving fans and pumps, including with the aid of DC thyristor control.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt de aandrukkracht van de borstels door fluïdum onder druk gestuurd en worden borstel-20 sporen bij afname en toename van de machinestroom resp. gelicht en neergelaten om een optimale stroomdichtheid in de borstels aan te houden. Daartoe bevat de besturingsinrichting volgens de. uitvinding een fluïdum regelketen voorzien van een electrisch regelbare druk-omzetter en ten minste een met de borstelsporen overeenkomend aantal 25 magneetventielen waarmede onder sturing van de electrische verwer-kings- en stuureenheid de aandrukkracht van de borstels in de bor-stelhouders en de af — en byschakeling van de borstelsporen door fluïdum onder druk gestuurd wordt. De uitvinding verschaft mede een fluïdum borstelhouder die klein en compact is en die met veel voor-50 deel in de besturingsinrichting toegepast kan worden.In the method according to the invention, the contact pressure of the brushes is controlled by fluid under pressure and brush tracks are reduced as the machine flow decreases and increases, respectively. lifted and lowered to maintain optimal current density in the brushes. To this end, the control device according to the. invention a fluid control circuit comprising an electrically adjustable pressure transducer and at least one number of solenoid valves corresponding to the brush tracks, with which, under the control of the electrical processing and control unit, the contact force of the brushes in the brush holders and the switching of the brush tracks is controlled by fluid under pressure. The invention also provides a fluid brush holder which is small and compact and which can be used to a great extent in the control device.
Bij de werkwijze en de besturingsinrichting volgens de uitvinding kan het fluïdum zowel uit vloeistof als uit lucht of gas bestaan. De fluïdum regelketen kan dienovereenkomstig zowel een hydraulische regelketen voor bijvoorbeeld 'olie als een pneumatische 55 regelketen voor bijvoorbeeld lucht of gas zijn. Dit geldt vanzelfsprekend ook voor de fluïdum borstelhouder.In the method and the control device according to the invention, the fluid can consist of both liquid and air or gas. The fluid control circuit can accordingly be both a hydraulic control circuit for, for example, oil and a pneumatic control circuit for, for example, air or gas. This of course also applies to the fluid brush holder.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen, waarin: 8202816The invention will be further elucidated on the basis of some exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which: 8202816
* V* V
-4- figuur 1 een langsdoorsnede geeft van een voorbeelduitvoering van de borstelhouder volgens de uitvinding met twee "borstels; figuur 2 een dwarsdoorsnede geeft van de borstelhouder uit figuur 1; 5 figuur 3 het principe aangeeft van de borsteleindmelding; figuur 4 de fluïdum aansluiting toont van vier borstelhouders met elk twee borstels, die in twee borstelsporen zijn opgenomen; figuur 5 het schema geeft van een voorbeelduitvoering van de in de 10 besturingsinriohting volgens de uitvinding toegepaste fluïdum regelketen; figuur 6 het electrisohe schema geeft van een voorbeelduitvoering van de besturingsinriohting volgens de uitvinding; figuur 7 een electrisch schema geeft in meer detail van enkele 15 onderdelen uit figuur 6; figuur 8 een grafiek geeft als voorbeeld van de stroomcompensatie-factor als functie van de temperatuur; figuur 9 een grafiek geeft als voorbeeld van het aandrukken c.q,.-4- figure 1 shows a longitudinal section of an example embodiment of the brush holder according to the invention with two "brushes; figure 2 shows a cross-section of the brush holder of figure 1; 5 figure 3 shows the principle of the brush end signal; figure 4 shows the fluid connection of four brush holders with two brushes each, which are included in two brush tracks; figure 5 shows the schematic of an exemplary embodiment of the fluid control circuit used in the control device according to the invention; figure 6 shows the electrical diagram of an exemplary embodiment of the control device according to the invention; figure 7 shows an electrical diagram in more detail of some of the components of figure 6; figure 8 shows a graph as an example of the flow compensation factor as a function of temperature; figure 9 shows a graph as an example of pressing or.
lichten van de borstels als functie van de gecompenseerde 20 stroom; figuur 10 een grafiek geeft als voorbeeld van de borsteldruk in afhankelijkheid van de stroom; en figuur 11 een schets geeft van een draaibare borstelbrug.brushing as a function of the compensated current; Figure 10 is a graph illustrating brush pressure as a function of flow; and figure 11 gives a sketch of a rotatable brush bridge.
In de figuren 1, 2 en 3 zijn doorsneden aangegeven van een 25 pneumatische borstelhouder volgens de uitvinding waarin elke kool-borstel 2 tegen een kommutator 14 aandrukt. De borstelhouder kan alnaar de uitvoering een, twee of meer borstels opnemen. Toor elke borstel afzonderlijk bevat de houder een aan een zijde tegen een aandrukplaat 6 opgenomen borstelkast 1 waarin een koolborstel 2 30 vrij en zonder veel speling kan bewegen. Aan de andere zijde van de aandrukplaat 6 bevindt zich een druklichaam 3 met luchtkamer 8, waarin een flexibele balg 4 aan de onderflens luchtdicht door de plaat é is opgesloten. Deze flexibele balg is in de aandrukrich-ting licht samendrukbaar en de vouwen zijn in dwarsrichting vol-35 doende stijf om bij overdruk en onderdruk niet in te stuiken. Aan de bovenflens van de balg 4 is een met de koolborstel gekoppelde aandrukpen 5 luchtdicht bevestigd. Deze aandrukpen kan door een verende verbinding 9 met de koolborstel 2 verbonden zijn om kleine oneffenheden in het loopvlak van de kommutator goed te volgen en 40 eventuele uitwendige trillingen te dempen. Yoor een gemakkelijke 8202816 s7 * -5- vervanging van de borstel kan dit ook door middel van een klik-mechanisme gebeuren.Figures 1, 2 and 3 show cross-sections of a pneumatic brush holder according to the invention in which each carbon brush 2 presses against a commutator 14. The brush holder can accommodate one, two or more brushes, depending on the design. For each brush separately, the holder contains a brush box 1 received against a pressure plate 6 on one side, in which a carbon brush 2 can move freely and without much play. On the other side of the pressure plate 6 there is a pressure body 3 with air chamber 8, in which a flexible bellows 4 is enclosed airtightly by the plate é on the bottom flange. This flexible bellows is lightly compressible in the pressing direction and the folds are sufficiently rigid in the transverse direction so as not to collapse under overpressure and underpressure. A pressure pin 5 coupled to the carbon brush is airtightly attached to the top flange of the bellows 4. This pressing pin can be connected to the carbon brush 2 by a resilient connection 9 to follow small irregularities in the tread of the commutator and to damp any external vibrations. For an easy 8202816 s7 * -5 replacement of the brush, this can also be done by means of a click mechanism.
In het drukliohaam 3 is een kanaal A aangebracht, waardoor de luchtkamer 8 onder overdruk kan worden gebracht, he aandrukkracht 5 van de borstel wordt bepaald door de grootte van de overdruk en de eventueel tegen of meewerkende veerkracht van de balg zelf. Om deze zoveel mogelijk te elimineren en alleen de overdruk bepalend te laten zijn voor de aandrukkracht van de borstel is de balg zeer licht samendrukbaar. Om de borstel te lichten kan via een tweede, 10 door de wand en onderflens van de balg lopend kanaal B overdruk binnenin de balg gevoerd worden waardoor deze balg met borstel naar boven wordt bewogen. Hierbij is kanaal A in verbinding met atmosferische druk. In deze situatie is een manchet 7 rond de aandrukpen 5 aangebracht, waarvan de flap een luchtdichte afsluiting met deze 15 pen 5 waarborgt. Ook kan echter het kanaal B weggelaten worden en kan via kanaal A in plaats van overdruk nu onderdruk in de luchtkamer 8 ingevoerd worden, waardoor de balg met koolborstel naar boven bewogen wordt. Hierbij is de manchet 7 overbodig.In the compression body 3 a channel A is provided, through which the air chamber 8 can be brought under overpressure, the pressing force 5 of the brush is determined by the magnitude of the overpressure and the possible resilience or co-action of the bellows itself. To eliminate this as much as possible and only the overpressure to determine the contact pressure of the brush, the bellows can be compressed very lightly. To lift the brush, via a second channel B, passing through the wall and bottom flange of the bellows, overpressure can be introduced inside the bellows, whereby this bellows is moved upwards with the brush. Channel A communicates with atmospheric pressure. In this situation, a sleeve 7 is arranged around the pressing pin 5, the flap of which ensures an airtight seal with this pin 5. However, the channel B can also be omitted and under pressure instead of overpressure, underpressure can now be introduced into the air chamber 8, whereby the bellows with carbon brush is moved upwards. The cuff 7 is unnecessary here.
Doordat bij geheel samengeperste balg de borstel niet verder 20 naar beneden kan en geblokkeerd wordt, wordt een verdere beschadiging door lytzedraad van de kommutator vermeden. Be melding dat een borstel (bijna) aan zijn einde is, kan gebeuren met behulp van een op de electrische verwerkings- en stuureenheid aangesloten combinatie van lichtafgevend element 10 en lichtgevoelige sensor 11 of 25 een combinatie van in de koolborstel opgenomen permanente magneet 13 en een reed-contact 12. Deze melding wordt bij voorkeur gegeven enkele millimeters voordat de balg geheel samengedrukt is, waarbij dan een voorwaarschuwing via de stuureenheid wordt gegeven.Since the brush cannot be lowered further and is blocked with a fully compressed bellows, further damage by lytze wire of the commutator is avoided. Notification that a brush is (almost) at its end can be done using a combination of light-emitting element 10 and photosensitive sensor 11 or 25 connected to the electrical processing and control unit, a combination of permanent magnet 13 incorporated in the carbon brush and a reed-contact 12. This message is preferably given a few millimeters before the bellows is fully compressed, in which case a pre-warning is given via the control unit.
In figuur 2 is een verder kanaal C in de borstelkast nabij de 30 aandrukplaat 6 aangegeven. Tia een tijdschakeling in de electrische verwerkings- en stuureenheid kan periodiek, bijvoorbeeld één maal per week, gedurende een korte tijd van bijvoorbeeld tien seconden hoge druklucht worden toegevoerd voor het wegblazen van eventuele borstelstof in 'de borstelkast en op de kommutator. De op de aandruk-35 plaat 6 aangebrachte manchet 7 voorkomt hierbij dat de druk en het stof onder de balg komen. Ook kan onder invloed van de electrische verwerkings- en stuureenheid bij het aftasten van te droge lucht nabij de kommutator via het kanaal C speciaal bevochtigde lucht aan het borstel-kommutatorsamenstel worden toegevoerd ten einde een 40 juiste vochtigheidsgraad te verkrijgen.Figure 2 shows a further channel C in the brush box near the pressure plate 6. A time switch in the electrical processing and control unit can periodically, for example once a week, supply high pressure air for a short time of, for example, ten seconds, to blow away any brush dust in the brush box and on the commutator. The sleeve 7 arranged on the pressure plate 6 prevents the pressure and the dust from getting under the bellows. Also, under the influence of the electrical processing and control unit, when air that is too dry near the commutator is sensed, specially humidified air can be supplied via the channel C to the brush-commutator assembly in order to obtain a correct degree of humidity.
8202816 ψ * -6-8202816 ψ * -6-
Wanneer het druklichaam 3 van transparant materiaal is vervaardigd kan daarop een schaalverdeling in millimeters worden aan-gebracht zodat hij aangedrukte horstel de slijtage daarvan direct waargenomen wordt en horstelcontrole sterk vereenvoudigd is.When the pressure body 3 is made of transparent material, a graduation in millimeters can be applied thereon, so that the wearer pressed on it can immediately observe its wear and the control of the wearer is greatly simplified.
5 In figuur 4 is een voorbeeld aangegeven van de in dit geval pneumatisch uitgevoerde fluïdumaansluiting van vier in twee borstel-sporen opgenomen borstelhouders met elk twee borstels. Er kunnen groepen van naast elkaar gemonteerde borstelhouders aangebracht zijn, waarin elke borstelhouder een of meer borstels bevat. In het 10 eerste resp. tweede borstelspoor zijn de luchtkamers in de druk-lichamen via de kanalen A in serie op een pneumatische leiding 1 resp. 2 aangesloten die naar een daarvoor bestemd aandrukventiel TA1 resp. YA2 gaat. Yerder zijn in het eerste resp. tweede borstelspoor de ruimten binnen de balgen via de kanalen 33 in serie op een 15 pneumatische leiding 3 resp. 4 aangesloten die naar een verder ventiel YL1 resp. 712 voert voor het gelijktijdig in één spoor lichten van de bijbehorende koolborstels.Figure 4 shows an example of the fluid connection of pneumatic design in this case of four brush holders accommodated in two brush tracks, each with two brushes. Groups of side-by-side brush holders may be provided, in which each brush holder contains one or more brushes. In the 10 first resp. The second brush track are the air chambers in the pressure bodies via the channels A in series on a pneumatic line 1 or 1. 2 connected to a pressure valve TA1 or. YA2 goes. Being earlier in the first resp. second brush track the spaces within the bellows via the channels 33 in series on a pneumatic line 3 resp. 4 connected to a further valve YL1 resp. 712 provides for lighting the associated carbon brushes simultaneously in one track.
In figuur 5 is het schema van de door de electrische verwer-kings- en stuureenheid gestuurde en in dit geval pneumatisch uit-20 gevoerde fluïdum regelketen volgens de uitvinding aangegeven. Hieruit wordt vanuit de compressor 21 perslucht of gas met relatief . hoge druk via de terugslagklep 22 afgegegeven aan een hoge-drukvat of buffer 23. Ha de terugslagklep is een leiding aangesloten op een ventiel YB, met de uitgang waarvan de in alle sporen opgenomen 25 kanalen C zijn verbonden voor het schoonblazen van borstels en kommutator. Met 24 is een drukschakelaar van de compressor 1 aangegeven met instelbare schakeldifferentie. Be buffer 23. kan ook op een aansluiting 33 van een persluchtnet, indien aanwezig, aangesloten zijn zodat de compressor 21 achterwege kan blijven. Op de 30 buffer 23 volgen een filter 25 en een reduceerventiel 26, waarmede de druk van de lucht, bijvoorbeeld 6 tot 10 bar, gereduceerd kan worden tot ca 1 A 1,5 bar. Op dit punt is een leiding aangesloten naar de kanalen B van de borstelhouders in de respectievelijke sporen 1, 2 etc. Ha het lage-drukvat of buffer 27 volgt een elec-35 trisch gestuurde drukomzetter 28 waarmede onder sturing van de drukomzetter-regelversterker 31 de uitgangsdruk voor het geregelde-drukvat 29 wordt ingesteld. Aan de ingang van de regelversterker 31 wordt het van de stuureenheid afkomstige regelsignaal toegevoerd.Fig. 5 shows the schematic of the fluid control circuit according to the invention controlled by the electric processing and control unit and in this case pneumatically carried out. From this compressor 21 compressed air or gas is extracted from the compressor. high pressure through the check valve 22 delivered to a high pressure vessel or buffer 23. Ha the check valve is a line connected to a valve YB, with the outlet of which the 25 channels C included in all tracks are connected for blowing brushes and commutator. 24 indicates a pressure switch of compressor 1 with adjustable switching differential. The buffer 23. can also be connected to a connection 33 of a compressed air network, if present, so that the compressor 21 can be omitted. Buffer 23 is followed by a filter 25 and a reducing valve 26, with which the pressure of the air, for example 6 to 10 bar, can be reduced to about 1 A 1.5 bar. At this point, a conduit is connected to the channels B of the brush holders in the respective tracks 1, 2, etc. After the low-pressure vessel or buffer 27, an electrically controlled pressure transducer 28 follows which, under the control of the pressure transducer control amplifier 31, output pressure for the controlled pressure vessel 29 is adjusted. The control signal from the control unit is applied to the input of the control amplifier 31.
Op de uitgang van de buffer 29 is een minimum-druksehakelaar 30 40 aangesloten, die in de schakelketen van de electrische machine is 8202816 -7- opgenomen. De manometers M1, M2 en M3 geven de op de betrokken punten in de pneumatische regelketen heersende druk aan.A minimum pressure switch 30 40 is connected to the output of the buffer 29 and is included in the switching circuit of the electrical machine 8202816 -7-. The gauges M1, M2 and M3 indicate the pressure prevailing at the points concerned in the pneumatic control chain.
Wanneer de magneetventielen YA1-4 niet in de doorgetrokken getekende stand staan, zijn de luchtkanalen A aangesloten op de ge-5 streept getekende leiding waardoor ontluchting mogelijk is. In omgekeerde zin geldt hetzelfde voor de ventielen YL1-4 en YB en de bijbehorende kanalen B en C, , Het oplichten of aandrukken van in bepaalde sporen opgenomen borstels ten einde de stroomdichtheid onder de borstels ten behoeve 10 van een goede kommutatie op een optimale waarde te houden kan geschieden als functie van de volgorde parameters: de machinestroom, het toerental of de ankerspanning zoals bijvoorbeeld bij ventilatoren en pompen, de tijd ingesteld door een tijdklok bijvoorbeeld bij overs chakel'en van hoge naar lage niveaubelasting zoals bij ven-15 tilatoren overdag en ’s nachts in bedrijf, en eventueel andere parameters .When the solenoid valves YA1-4 are not in the continuous drawn position, the air ducts A are connected to the dashed drawn pipe, so that venting is possible. Conversely, the same applies to valves YL1-4 and YB and the associated channels B and C, Lifting or pressing brushes included in certain tracks in order to ensure an optimum value of the current density under the brushes for good commutation can be carried out as a function of the sequence parameters: the machine current, the speed or the armature voltage, for example with fans and pumps, the time set by a timer, for example, when switching from high to low level load, such as with fans during the day and operating at night, and any other parameters.
Het regelen van de borsteldruk via de kanalen A in elke bor-stelhouder en via de bijbehorende magneetventielen YAI-4 kan bijvoorbeeld op basis van de volgende parameters gebeuren: de stroom-20 belasting van de borstels, buitengewone mechanische trillingen, en de kommutatiekwaliteit. Het is bij lage stroombelasting gunstig om de borsteldruk lager te kiezen, en omgekeerd. Extreme mechanische trillingen hebben een schadelijke invloed op het kommutatieproces en indien zij bij voortduring aanwezig zijn moeten zij worden ge-25 elimineerd. Het is ook mogelijk dat bijvoorbeeld afhankelijk van het toerental kortstondig of wat langer buitengewone trillingen optreden in een bepaalde fase van de werking van de electrische machine. Onder deze omstandigheden is het gewenst om gedurende het optreden van dergelijke extreme trillingen de borsteldruk te ver-30 hogen. De trillingen worden gemeten met behulp van een trillings-niveau-opnemer. Ook kan de instelling van de borsteldruk geschieden op basis van gemeten kommutatiekwaliteit. Hiertoe wordt de mate van vonkvorming bij kommutatie gemeten via een speciaal filter dat de bij kommutatie opgewekte hoogfrequente energie bepaalt. Het 35 uitgangssignaal van dit hoogfrequente filter is een maat voor de kwaliteit van kommutatie. De borsteldruk wordt dan bijgeregeld tot een minimum signaal uit het filter.Control of the brush pressure via channels A in each brush holder and via the associated solenoid valves YAI-4 can be done, for example, on the basis of the following parameters: the current load of the brushes, extraordinary mechanical vibrations, and the commutation quality. At low current loads it is beneficial to choose the brush pressure lower, and vice versa. Extreme mechanical vibrations adversely affect the commutation process and if they are present continuously they must be eliminated. It is also possible that, for example, depending on the speed, extraordinary vibrations occur briefly or somewhat longer in a certain phase of the operation of the electric machine. Under these conditions it is desirable to increase brush pressure during the occurrence of such extreme vibrations. The vibrations are measured using a vibration level sensor. The brush pressure can also be adjusted on the basis of measured commutation quality. To this end, the degree of sparking during commutation is measured via a special filter that determines the high-frequency energy generated during commutation. The output signal of this high-frequency filter is a measure of the quality of commutation. The brush pressure is then adjusted to a minimum signal from the filter.
Het periodiek schoonblazen van de borstels en bijbehorende kommutator via de kanalen C in de borstelhouders en het magneetven-40 tiel YB kan met een tijdprogramma in de electrische verwerkings- 8202816 i \ -8- en stuureenheid gebeuren. Ook kan bij detectie door een vochtig-heidsopnemer van te droge lucht nabij de kommutator aan de kanalen C in de borstelhouders vochtige lucht worden toegevoerd. Droge omstandigheden hebben namelijk een zeer slechte invloed op kommuta-5 tie en patinavorming. Ter vermijding hiervan kan tijdens droge perioden een miniluchtbevochtigingsinstallatie worden toegepast.Periodically blowing the brushes and associated commutator through the channels C in the brush holders and the magnetic valve YB can be done with a time program in the electrical processing unit 8202816 i-8 and control unit. Also, upon detection by a moisture sensor of excessively dry air near the commutator, moist air can be supplied to channels C in the brush holders. Dry conditions have a very bad influence on commutation and patina formation. A mini air humidifier can be used during dry periods to avoid this.
In plaats van bevochtigde lucht kan een ander kommutatie bevorderend gas worden toegevoerd.Instead of humidified air, another commutation-promoting gas can be supplied.
Figuur 6 geeft het electrische schema van de tot de electri-10 sche verwerkings- en stuureenheid volgens de uitvinding behorende ingangs- en uitgangsketens en figuur 7 geeft een blokschema van de centrale eenheid 40 uit figuur 6. Deze eenheid kan alnaargelang de verwerkings- en besturingsfuncties bijvoorbeeld bestaan uit een relaisschakeling, een digitale schakeling, een diodematrix of een 15 microprocessor. In figuur 7 is als voorbeeld een microprocessortoepassing aangegeven.Figure 6 shows the electrical diagram of the input and output circuits belonging to the electrical processing and control unit according to the invention, and Figure 7 shows a block diagram of the central unit 40 of Figure 6. This unit can be adapted to the processing and control functions. for example consist of a relay circuit, a digital circuit, a diode matrix or a microprocessor. Figure 7 shows an example of a microprocessor application.
Yolgens figuur 6 worden analoge toestandsgrootheden, zoals de machinestroom I en de intreetemperatuur T van de koellucht, via als optische koppelorganen uitgevoerde, galvanische scheiders 42 20 en 45 toegevoerd aan twee analoge ingangen van een meerkanaals A/D omzetter 51 (multiplexer). Deze is verder aangesloten op de ingang 50.2 van de microprocessor 50. Tevens worden eindmeldingen vanaf de borstelsporen 1-4 via optische koppelorganen 45-48 toegevoerd aan de hoog/laag ingangen PAO-3 van de microprocessor 50. Op 25 ie andere zes ingangen van de A/D omzetter kunnen verdere opnemers zijn aangesloten, zoals bijvoorbeeld voor temperatuur of vochtigheid van koellucht of kommutator, mechanische trillingen, toerental van de electrische machine, kommutatiekwaliteit, etc.According to FIG. 6, analog state variables, such as machine flow I and cooling air inlet temperature T, are supplied via two galvanic separators 42 and 45, designed as optical couplers, to two analog inputs of a multi-channel A / D converter 51 (multiplexer). This is further connected to the input 50.2 of the microprocessor 50. Also, final reports from the brush tracks 1-4 are supplied via optical couplers 45-48 to the high / low inputs PAO-3 of the microprocessor 50. On the other six inputs of 25 ie the A / D converter can be connected further sensors, such as for example temperature or humidity of cooling air or commutator, mechanical vibrations, speed of the electric machine, commutation quality, etc.
Yanuit de microprocessor 50 kunnen verschillende uitgangs-30 signalen worden afgenomen. Yanaf de uitgang 50.1 wordt een acht-bits signaal toegevoerd aan een D/A omzetter 52. Yan de uitgang Auit daarvan wordt een analoog signaal via een gelineariseerd optisch koppelorgaan 49 toegevoerd aan de drukomzetter-regelverster-ker 31· Aan de drukingang daarvan wordt de teruggekoppelde druk van 35 de uitgang van de drukomzetter 28 toegevoerd. Het electrische uitgangssignaal van de regelversterker 31 stuurt de drukomzetter 28.Various output 30 signals can be taken from the microprocessor 50. From the output 50.1, an eight-bit signal is applied to a D / A converter 52. From the output Aout thereof, an analog signal is supplied via a linearized optical coupler 49 to the pressure transducer control amplifier 31 · At its pressure input, the feedback pressure from 35 is supplied to the output of the pressure transducer 28. The electrical output of the control amplifier 31 controls the pressure transducer 28.
In figuur 7 is voor een enkele uitgang PBO uit de PB-uit-gangspoort een voorbeeld gegeven van de uitgangsketen via het dubbele optische koppelorgaan 44 van de besturing van de magneetven-40 tielen YA1 en YI1. In de daaronder getekende uitgangsketen van de 8202816 r ί -9- PB-poort in figuur 7 en in figuur 6 zijn de verdere uitgangsketens van de uitgangen PB1-6 aangegeven die elk via optische koppelorganen aangesloten zijn op de verdere magneetventielen YA2-4» YB2-4» en TB, en de relais 21 en 22. Hiervan Bedienen de magneetventielen 5 YA1, 711 het spoor 1 etc. en dient het ventiel TB voor het schoon-hlazen. Be relais 21 en 22 dienen resp. voor de alarmering of service oproep en voor de in- en uitschakeling van de electrische machine.In Fig. 7, for a single output PBO from the PB output port, an example is given of the output circuit via the double optical coupler 44 of the control of the magnetic valves YA1 and YI1. The output circuit of the 8202816 r ί -9- PB port shown in Figure 7 and in figure 6 shows the further output chains of the outputs PB1-6, which are each connected via optical couplers to the further solenoid valves YA2-4 »YB2 -4 »and TB, and relays 21 and 22. Of these, the solenoid valves 5 YA1, 711 operate track 1 etc. and the valve TB serves to blow-clean. The relays 21 and 22 must respectively. for alarms or service calls and for switching the electrical machine on and off.
Het van een in de thyristorregelaar 39 van de motor opge-10 nomen meetshunt afkomstige stroommeetsignaal wordt in de A/B omzetter 51 omgezet in een hexadecimale waarde tussen 00 en 3*T (acht-hits conversie). Eveneens wordt het van de temperatuuropnemer 41 afkomstige temperatuurmeetsignaal in de A/B omzetter 51 omgezet in een hexadecimale waarde tussen 00 en EP. Bij +40°C temperatuur van 15 de koellucht wordt de machine geacht in vollasthedrijf “bij goede stroomdichtheid van de "borstels te draaien en een goede kommutatie met warme collector te geven. Om bij een lagere temperatuur van de koellucht toch dezelfde kommutator temperatuur te bereiken, welke voor optimale patinavorming nodig is, moet de nominale stroomdich-20 heid in de borstels worden verhoogd door middel van oplichten van één van de borstelsporen. Om een juiste oplichting en aandrukking van de borstels te realiseren wordt de gemeten machinestroom I vermenigvuldigd met een getal A tussen 0,5 en 1,0 waardoor een gecompenseerde stroom IT ( = A.l) verkregen wordt.The current measurement signal from a measuring shunt included in the thyristor controller 39 of the motor is converted in the A / B converter 51 into a hexadecimal value between 00 and 3 * T (eight-hits conversion). Also, the temperature measurement signal from the temperature sensor 41 in the A / B converter 51 is converted into a hexadecimal value between 00 and EP. At + 40 ° C temperature of the cooling air, the machine is supposed to run in full load mode “with good current density of the" brushes and to give a good commutation with warm collector. To achieve the same commutator temperature at a lower temperature of the cooling air. , which is necessary for optimal patina formation, the nominal current density in the brushes must be increased by lifting up one of the brush tracks To achieve correct lifting and pressing of the brushes, the measured machine current I is multiplied by a number A between 0.5 and 1.0, whereby a compensated current IT (= Al) is obtained.
25 Be factor A in afhankelijkheid van de temperatuur T is bij wijze van voorbeeld in figuur 8 aangegeven. Bij beide assen zijn de bijbehorende hexadecimale waarden aangegeven. Beze relatie van de gecompenseerde stroom IT wordt in de microprocessor opgeslagen.The factor A depending on the temperature T is shown by way of example in figure 8. The corresponding hexadecimal values are indicated for both axes. This relationship of the compensated flow of IT is stored in the microprocessor.
Ten einde bij afnemende belasting en derhalve afnemende 30 machinestroom de stroomdichtheid in de borstels voor een optimale kommutatie op een optimale waarde te houden moeten er borstelsporen worden gelicht zodat de totale machinestroom over een kleiner aantal overgebleven borstels wordt verdeeld. Baar de effectieve stroomdichtheid onder de borstels^afhankelijk is van de tempera- 35 tuur van de koellucht kan derhalve de gecompenseerde stroom IT als schakelkriterium bij het lichten dienen.In order to keep the current density in the brushes at an optimum value for optimum commutation with decreasing load and therefore decreasing machine current, brush tracks must be lifted so that the total machine current is distributed over a smaller number of remaining brushes. Therefore, since the effective current density under the brushes depends on the temperature of the cooling air, the compensated current IT can serve as a switching criterion for lifting.
In figuur 9 zijn de af- en bijschakelkriteria bij wijze van voorbeeld aangegeven. Op de x-as zijn de hexadecimale waarden van de gecompenseerde stroom IT en op de y-as zijn het aantal van n 40 aangedrukte borstelsporen aangegeven. Be in de vier kolommen aan- 8202816 -10- gegeven variabelen B1-B4 zijn één-bits variabelen. In de rechterkolom is aangegeven dat de vier variabelen de waarde één hebben overeenkomend met het geval dat alle vier borstelsporen zijn aangedrukt of n = 4· In de tweede kolom van rechts is aangegeven dat 5 B4 = 0 en B1 = 1, B2 = 1 en B3 = 1, overeenkomend met het geval dat alleen een der vier borstelsporen is gelicht of n = 3» etc. Om pendelen te voorkomen kan ingevoerd worden dat de over- of onder-schrijding van een bepaalde grenswaarde pas na een bepaalde tijd t.j invloed heeft. Bij toepassingen waarin de stroom snel toeneemt, 10 bijvoorbeeld walsen of persen, moet t^ worden gesplitst in twee tijden: een korte tijd bij stijgen van 10? en een langere tijd bij dalen van 10?.Figure 9 shows the switch-off and switch-on criteria by way of example. The x-axis shows the hexadecimal values of the compensated current IT and the y-axis shows the number of n 40 pressed brush tracks. The variables B1-B4 indicated in the four columns are 8-bit variables. In the right column it is indicated that the four variables have the value one corresponding to the case when all four brush tracks are pressed or n = 4 · In the second column from the right it is indicated that 5 B4 = 0 and B1 = 1, B2 = 1 and B3 = 1, corresponding to the case that only one of the four brush tracks is lifted or n = 3 »etc. To prevent commuting, it can be entered that the exceeding or under-exceeding of a certain limit value only has an effect tj after a certain time. . In applications in which the current increases rapidly, for example rollers or presses, t must be split into two times: a short time when rising from 10? and a longer time when falling from 10 ?.
0?en einde de borstelsporen gelijkmatig te doen slijten dient de volgorde waarin de sporen worden af- en bijgeschakeld cyclisch 15 en tijdsafhankelijk te veranderen. De koppeling tussen de variabelen B1-B4 en de uitgangen B01-B04 kan in de stuureenheid na een bepaalde tijdsduur tg cyclisch worden opgeschoven. Bij inschakelen wordt een willekeurig spoor als meest preferent aangewezen. Wanneer één der borstels in een spoor een eindmelding geeft, wordt dat bepaalde 20 spoor als minst preferent aangewezen.In order to make the brush tracks wear evenly, the order in which the tracks are switched on and off should change cyclically and time-dependent. The coupling between the variables B1-B4 and the outputs B01-B04 can be shifted cyclically in the control unit after a certain period of time tg. When switched on, any track is designated as the most preferred. When one of the brushes in a track gives a final report, that particular track is designated as the least preferred.
Het instellen of sturen van de borsteldruk in afhankelijkheid van de niet-gecompenseerde machinestroom I is bij wijze van voorbeeld in figuur 10 aangegeven. De mate van borstelaandrukking hangt af van de gemeten stroom en van het aantal aangedrukte borstelspo-23 ren. Op de x-as is deze stroom I en de bijbehorende hexadecimale waarde aangegeven, terwijl op de y-as het analoge signaal Auit uit de D/Λ omzetter 52 en de bijbehorende hexadeeimale borsteldruk-waarde is aangegeven. Het analoge signaal stuurt de regelversterker 31 die vervolgens de drukomzetter 28 instelt op eèn uitgaande bor-50 steldruk tussen bijvoorbeeld 0,25 en 0,65 bar· Met behulp van een spanningsdeler kan dit niveau worden verschoven voor een juiste aanpassing aan het gegeven borsteloppervlak.The adjustment or control of the brush pressure in dependence on the uncompensated machine flow I is shown by way of example in figure 10. The degree of brush compression depends on the measured current and on the number of brush traces pressed. On the x-axis this current I and the corresponding hexadecimal value are indicated, while on the y-axis the analog signal Aout from the D / Λ converter 52 and the corresponding hexadecimal brush pressure value are indicated. The analog signal controls the control amplifier 31, which then sets the pressure transducer 28 to an outgoing brush-50 control pressure between, for example, 0.25 and 0.65 bar. This level can be shifted with the aid of a voltage divider for a correct adjustment to the given brush surface.
In figuur 10 is vanaf rechts naar links aangegeven op welke wijze bij opvolgend aangedrukte aantallen van vier, drie, twee 35 borstelsporen resp. één borstelspoor bij afnemende stroom de bijbehorende borsteldruk verloopt.In figure 10 it is indicated from right to left how, in successive impressed numbers of four, three, two, 35 brush tracks, respectively. one brush track with decreasing current the corresponding brush pressure expires.
In de huidige praktijk wordt uitgegaan van een borstelstroom- dichtheid van 10 ampere/cm bij nominale borsteldruk van 2 200 gram/cm . Afhankelijk van de door het electrische ontwerp be-40 paalde borsteldoorsnede kan de borsteldruk door de electrische 8202816 -11- verwerkings- en stuureenheid worden aangepast. Bij een voor een "bepaalde eleetrische machine toegepaste "borstel met een afmeting p van 20 x 12,5 mm komt een borsteldruk van 200 gram/cni overeen met een overdruk van 500 gram, dat wil zeggenoa 0,5 har. Yoor andere 5 borsteldoorsneden kunnen in de microprocessor aanpassingen ingevoerd worden.Current practice assumes a brush current density of 10 amps / cm at nominal brush pressure of 2,200 grams / cm. Depending on the brush diameter determined by the electrical design, the brush pressure can be adjusted by the electrical processing and control unit 8202816-11. In a brush with a size p of 20 x 12.5 mm used for a "specific electrical machine", a brush pressure of 200 grams / cm corresponds to an overpressure of 500 grams, i.e. about 0.5 har. For other 5 brush cross sections, adjustments can be made in the microprocessor.
Be borstelbrug waarin de borstelsporen zijn opgenomen, kan in afhankelijkheid van de grootte en richting van de machinestroom of in afhankelijkheid van de kommutatiekwaliteit versteld worden 10 totdat de borstels in de werkelijk neutrale zone komen en vrije kommutatie mogelijk is. Hulppolen in de machine zijn dan niet meer nodig.The brush bridge in which the brush tracks are incorporated can be adjusted depending on the size and direction of the machine flow or depending on the commutation quality until the brushes enter the truly neutral zone and free commutation is possible. Auxiliary poles in the machine are then no longer required.
In figuur 11 is schematisch in planaanzicht en zijaanzicht een verstelbare borstelbrug 60 aangegeven. Be brug is draaibaar 15 doch stabiel aan het lagerschild bevestigd en is voor een deel voorzien van een aandrijforgaan 61 zoals een tandheugel. Met een servomotor of .stappenmotor 62 aan de as waaraan een rondsel 63 is bevestigd kan door draaiing de borstelbrug 60 versteld worden. Be servomotor of stappenmotor 62 is voorzien van een positieterug-20 melding zoals een 20-slagen potentiometer of ehcoder. Het stuursignaal voor het verstellen van de borstelbrug wordt van een van de uitgangen van de eleetrische verwerkings- en stuureenheid verkregen terwijl de positieterugmelding aan een der ingangen wordt teruggevoerd. Op de pennen 64 van de borstelbrug zijn de verder 25 niet aangegeven borstelhouders bevestigd.Figure 11 schematically shows an adjustable brush bridge 60 in plan view and side view. The bridge is rotatably but stably attached to the bearing shield and is partly provided with a driving member 61 such as a rack. The brush bridge 60 can be adjusted by rotation with a servo motor or stepper motor 62 on the shaft to which a pinion 63 is attached. The servo motor or stepper motor 62 is provided with a position feedback message such as a 20-turn potentiometer or ehcoder. The control signal for adjusting the brush bridge is obtained from one of the outputs of the electrical processing and control unit while the position feedback is returned to one of the inputs. The brush holders (not further shown) are mounted on the pins 64 of the brush bridge.
Ook kan de borstelbrug versteld worden op basis van de afgetaste kommutatiekwaliteit. Hierbij wordt de borstelbrug zolang gedraaid totdat een minimaal signaal uit het eerder vermelde hoogfrequent filter wordt verkregen.The brush bridge can also be adjusted on the basis of the scanned commutation quality. The brush bridge is rotated until a minimal signal is obtained from the aforementioned high-frequency filter.
30 Be besturingsinrichting is met name door de toegepaste pneu matische regelketen met buffers bijzonder betrouwbaar. Be elec-trische schakelingen zijn door de toegepaste galvanisch gescheiden ingangen en uitgangen eveneens zeer betrouwbaar. Mocht een defect optreden in de besturingsinrichting dan zullen ondanks het wegvallen 35 van de bekrachtiging van de ventielen alle borstels aangedrukt blijven als gevolg van de pneumatische druk die aanwezig blijft.The control device is particularly reliable, in particular because of the pneumatic control circuit with buffers used. Electric circuits are also very reliable due to the galvanically isolated inputs and outputs. Should a malfunction occur in the control device, all brushes will remain pressed, despite the actuation of the valves, as a result of the pneumatic pressure remaining present.
Baar er in de borstelhouders theoretisch geen luchtverlies optreedt , zal door de buffers in de pneumatische regelketen de aandrukking ’oneindig’ lang vastgehouden worden. Baarnaast is een minimum 40 drukschakelaar aanwezig die, wanneer de pneumatische druk onvol- 8202816 -12- doende zou zijn, de electrische machine uitschakelt.As long as there is theoretically no air loss in the brush holders, the buffers in the pneumatic control chain will hold the pressure "indefinitely". In addition, there is a minimum 40 pressure switch which, if the pneumatic pressure would be insufficient, switches off the electrical machine.
Door de in de horstelhouder aangehrachte mogelijkheid van eindmelding "bij vrijwel versleten borstel kan een waarschuwing via de verwerkings- en stuureenheid afgegeven worden. Eveneens kan een 5 regelmatige controle plaats vinden door de op het transparante druklichaam aangebrachte schaalverdeling waarbij de borstelslijtage kan worden waargenomen.Due to the possibility of a final message "when the brush is almost worn out", which is applied in the horn holder, a warning can be issued via the processing and control unit. A regular check can also be carried out by means of the graduated scale on the transparent pressure body, whereby the brush wear can be observed.
Be automatische schoonblaaswerking maakt een tussentijdse inspectie overbodig. Boor het automatisch lichten of neerlaten 10 van de borstels bij lagere of hogere machinestroom en de cyclische preferentiewisseling van borstelsporen wordt de kommutatie verbeterd met als gevolg langere standtijden van de borstels. Set betekent eveneens dat niet méér borstels meedoen aan de kommutatie dan werkelijk nodig, waardoor extra mechanische slijtage vermeden 15 wordt.The automatic blow-off effect makes an interim inspection unnecessary. Drill the automatic raising or lowering of the brushes at lower or higher machine current and the cyclic preference change of brush tracks, the commutation is improved, resulting in longer service life of the brushes. Set also means that no more brushes participate in the commutation than is actually necessary, whereby additional mechanical wear is avoided.
82028168202816
Claims (28)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8202816A NL8202816A (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE |
US06/512,894 US4567414A (en) | 1982-07-12 | 1983-07-11 | Method and a device for controlling a brush-commutator assembly of an electric machine |
EP83201034A EP0099158B1 (en) | 1982-07-12 | 1983-07-12 | A device for controlling a brush-commutator assembly of an electric machine |
DE8383201034T DE3373959D1 (en) | 1982-07-12 | 1983-07-12 | A device for controlling a brush-commutator assembly of an electric machine |
AT83201034T ATE30092T1 (en) | 1982-07-12 | 1983-07-12 | DEVICE FOR CONTROLLING A BRUSH TEST INVERTER UNIT OF AN ELECTRICAL MACHINE. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8202816A NL8202816A (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE |
NL8202816 | 1982-07-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8202816A true NL8202816A (en) | 1984-02-01 |
Family
ID=19840019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8202816A NL8202816A (en) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4567414A (en) |
EP (1) | EP0099158B1 (en) |
AT (1) | ATE30092T1 (en) |
DE (1) | DE3373959D1 (en) |
NL (1) | NL8202816A (en) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4739208A (en) * | 1986-11-13 | 1988-04-19 | General Electric Company | Brush assembly including brush wear detector |
US4723084A (en) * | 1986-11-13 | 1988-02-02 | General Electric Company | Light conductor brush wear detector assembly |
US4743787A (en) * | 1986-11-13 | 1988-05-10 | General Electric Company | Brush wear indicator having variable light energy conductor path |
GB2273822A (en) * | 1992-12-22 | 1994-06-29 | Johnson Electric Sa | Brush spring arrangement for electric motor |
JPH0965619A (en) * | 1995-06-15 | 1997-03-07 | Denso Corp | Fuel pump |
WO1997037847A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-16 | Kuhlmann Wilsdorf Doris | Continuous metal fiber brushes |
DE19619728B4 (en) * | 1996-05-15 | 2006-06-08 | Siemens Ag | Plug brush holder of an electric machine and a device and method for monitoring brushes |
US7705744B2 (en) | 2007-05-24 | 2010-04-27 | Cutsforth Products, Inc. | Monitoring systems and methods for monitoring the condition of one or more components of an electrical device |
US8618943B2 (en) * | 2007-05-24 | 2013-12-31 | Cutsforth, Inc. | Brush holder assembly monitoring apparatus, assembly, system and method |
US8142174B2 (en) * | 2009-09-17 | 2012-03-27 | Caremed Supply, Inc. | Air pump set |
EP2580825B1 (en) * | 2010-06-08 | 2020-05-06 | Single Buoy Moorings, Inc. | Brush holder for an electrical swivel |
WO2013025153A1 (en) | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Ab Dynamoborstfabriken | Contact brush holder |
US8894418B2 (en) * | 2012-10-26 | 2014-11-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Retractable contact assembly |
EP3010094A1 (en) * | 2014-10-17 | 2016-04-20 | ALSTOM Renewable Technologies | A brush device for an electrical connection |
JP6484426B2 (en) * | 2014-10-24 | 2019-03-13 | 株式会社日立製作所 | Rotating machine |
CN106160356B (en) * | 2015-03-27 | 2018-10-26 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | A kind of on-line automatic constant pressure of generator carbon brush adjusts and blow device |
JP2018518933A (en) | 2015-06-01 | 2018-07-12 | カッツフォース インコーポレイテッドCutsforth,Inc. | Brush holder and vibration monitoring |
EP3159980A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | General Electric Technology GmbH | Brush lifter for an electric machine |
US10371726B2 (en) | 2016-01-11 | 2019-08-06 | Cutsforth, Inc. | Monitoring system for grounding apparatus |
CN109417260B (en) * | 2016-07-19 | 2020-11-10 | 黄继林 | Electric brush current control system, electric brush current intelligent control system and control method |
CN106654783B (en) * | 2016-12-20 | 2019-04-02 | 湖南顶立科技有限公司 | A kind of constant voltage electric brush device |
WO2019113722A1 (en) * | 2017-12-13 | 2019-06-20 | 黄继林 | Brush current equalizing control method |
AU2019355546B2 (en) | 2018-10-04 | 2022-09-22 | Cutsforth, Inc. | System and method for monitoring the status of one or more components of an electrical machine |
CN113169498B (en) | 2018-10-04 | 2023-12-08 | 科茨福斯有限公司 | System and method for monitoring the condition of one or more components of an electric machine |
CN116608896B (en) * | 2023-06-30 | 2023-09-19 | 常州华旋传感技术有限公司 | Motor-integrated rotary transformer simulation equipment and simulation method thereof |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US884049A (en) * | 1907-02-23 | 1908-04-07 | Morgan Crucible Co | Pneumatic holder for commutator-brushes. |
US1736844A (en) * | 1919-06-21 | 1929-11-26 | Electric Auto Lite Co | Brush holder |
DE764358C (en) * | 1939-06-29 | 1954-05-17 | Aeg | Brush holders for electrical machines |
CH251511A (en) * | 1946-06-27 | 1947-10-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Electric machine with brush holders. |
GB734487A (en) * | 1949-06-29 | 1955-08-03 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to brushes for electrical machines |
GB818292A (en) * | 1955-06-17 | 1959-08-12 | English Electric Co Ltd | Improvements relating to brush holders and brush holder assemblies for dynamo-electric machines |
US2859397A (en) * | 1955-12-28 | 1958-11-04 | Gen Electric | Feedback type control system |
GB970001A (en) * | 1962-06-05 | 1964-09-16 | Brunt Variable Speed Motors Lt | Variable speed electric motors |
DE1763870A1 (en) * | 1965-07-17 | 1971-12-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Brush lifting device |
US3517239A (en) * | 1966-08-31 | 1970-06-23 | United Aircraft Corp | High speed commutator and brush assembly |
GB1396309A (en) * | 1971-05-13 | 1975-06-04 | Int Research & Dev Co Ltd | Electrical machines |
US3903442A (en) * | 1972-03-01 | 1975-09-02 | Gen Electric | Rotatable bus rings for collectors |
US3982146A (en) * | 1973-03-15 | 1976-09-21 | Airborne Manufacturing Company | Fluid cooled commutated electric motor |
US3867679A (en) * | 1973-07-11 | 1975-02-18 | Mcculloch Corp | Motor field strength variable brush pressure apparatus and method |
GB1488837A (en) * | 1974-06-03 | 1977-10-12 | Fisons Ltd | Brushgear for electric motors |
US4142138A (en) * | 1977-05-02 | 1979-02-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Motor control |
DE2900365A1 (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-17 | Siemens Ag | Arcing detector for DC machine commutator - has photodetector directed against brush rear edge from commutator segments connected amplifier with parallel pulse integrator |
GB2058479B (en) * | 1979-09-03 | 1983-09-21 | Walton J | Brushgear in a compact electric motor |
US4308480A (en) * | 1980-02-07 | 1981-12-29 | Moody Warren E | Automatic brush shifting for a D.C. series motor |
SU892547A1 (en) * | 1980-04-17 | 1981-12-23 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта | Brush holder for electric machine |
-
1982
- 1982-07-12 NL NL8202816A patent/NL8202816A/en not_active Application Discontinuation
-
1983
- 1983-07-11 US US06/512,894 patent/US4567414A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-07-12 AT AT83201034T patent/ATE30092T1/en active
- 1983-07-12 DE DE8383201034T patent/DE3373959D1/en not_active Expired
- 1983-07-12 EP EP83201034A patent/EP0099158B1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0099158B1 (en) | 1987-09-30 |
US4567414A (en) | 1986-01-28 |
ATE30092T1 (en) | 1987-10-15 |
EP0099158A1 (en) | 1984-01-25 |
DE3373959D1 (en) | 1987-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8202816A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING A BRUSH-COMBINATOR ASSEMBLY OF AN ELECTRIC MACHINE | |
JPH07267387A (en) | Pile lifter | |
US7843098B2 (en) | Method for operating an electromotive drive | |
CA2015383A1 (en) | Method of and apparatus for applying voltage to electrostatic chuck | |
EP0507560A3 (en) | Electric discharge machines | |
JP3753901B2 (en) | Plasma apparatus used for manufacturing semiconductor devices | |
JP5618622B2 (en) | Dust collector | |
CN108788939A (en) | A kind of Magnetorheological Polishing equipment | |
KR950014401A (en) | Driving control method of pipe replacement device | |
US4951298A (en) | Closed remelting furnace having several horizontally movable furnace lower portions | |
CN109941752A (en) | A kind of handling device of the high reliablity for tempered glass production | |
US3732392A (en) | Polarity reversal system for electrical discharge machining apparatus | |
CN111559083B (en) | Full-automatic rotating disc type ear line spot welding machine for mask production | |
CN209774056U (en) | Material grabbing device of numerical control machine tool | |
KR970045535A (en) | Digital linear compressor control device and control method thereof | |
JPS58216A (en) | Air velocity controlling system for air cleaner | |
CN1714197A (en) | Sealing arrangement against a moving fabric | |
JPH01301019A (en) | Electric discharge machining controller | |
US1368369A (en) | Motor-control system | |
CN220729391U (en) | Glass liquid level detection device | |
US3746326A (en) | Flame cutting torch control | |
SU1029432A1 (en) | Arc electric furnace power controler | |
SU575116A1 (en) | Device for automatic control of air filters | |
JPS63180032A (en) | Clean room | |
CN1016238B (en) | Automatic carbon arc type gas gouging machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BV | The patent application has lapsed |